Einführung
Metalle sind vielseitige Materialien für den Bau von Bauwerken, Fahrzeuge, Elektronik, und medizinische Geräte. Basierend auf ihren Eigenschaften, Metalle können in zwei Hauptgruppen eingeteilt werden, nämlich Eisen und Nichteisen. Ziel dieser Arbeit ist es, diese beiden Arten von Metallen hinsichtlich ihrer Eigenschaften zu vergleichen, Funktionen, Vorteile, und Nachteile sind betroffen.
Was sind Eisenmetalle??
Eisenmetalle haben Eisen als Hauptbestandteil des Metalls.
Zu den üblichen Eisenmetallen gehören::
– Stahl: Steel is an alloy created by the combination of iron and carbon, Zum größten Teil. Weitere Inhaltsstoffe wie Chrom, Nickel, und Mangan werden ebenfalls anteilig zugesetzt, um unterschiedliche Stahlqualitäten zu erhalten. Stahl ist eine Herausforderung und wird mehr als jedes andere Metall auf der Welt verwendet.
– Gusseisen: Cast iron is iron with more than 2% aus Kohlenstoff. Es bietet eine gute Druckfestigkeit, weist jedoch eine geringe Zugfestigkeit auf.
– Schmiedeeisen: Dies kommt reinem Eisen mit sehr geringen Kohlenstoffanteilen sehr nahe. Schmiedeeisen lässt sich leicht schmieden und kann in verschiedene Formen gewalzt oder gehämmert werden. Außerdem ist es resistent gegen Rost.
– Legierte Stähle: Zusätze kleiner Mengen von Elementen wie Aluminium, Vanadium, und Kobalt werden zu Eisen verarbeitet, um legierte Stähle herzustellen, die Stahl in bestimmten Eigenschaften überlegen sind.
Eigenschaften von Eisenmetallen
– Stärke: Ferrous metals are often solid and slightly rigid in comparison to non-ferrous materials, die gute Zug- und Druckfestigkeiten bieten. Dies hängt von den spezifischen Legierungs- und Wärmebehandlungsprozessen ab, die zur Herstellung ihrer Festigkeit verwendet werden.
– Haltbarkeit: Eisenmetalle weisen im Allgemeinen eine hohe Verschleiß- und Druckbeständigkeit auf. Allerdings können sie rosten, wenn sie längere Zeit Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Es ist Vorsicht geboten, um ein Rosten der bei der Herstellung der Geräte verwendeten Materialien zu vermeiden.
– Magnetisch: All ferrous metals show magnetic character highly. Dies macht sie in Motoren nützlich, Generatoren, Transformatoren, etc.
Was sind Nichteisenmetalle??
Nichteisenmetalle sind solche, die keinen oder nur einen sehr geringen Eisenanteil enthalten. Sie werden sowohl in Form reiner Metalle als auch in Form von Legierungen eingesetzt.
Zu den üblichen Nichteisenmetallen gehören::
– Aluminium: The material is characterized by a low density and high corrosion resistance. Angeblich in Flugzeugen eingesetzt, Utensilien, etc.
– Kupfer: Copper has good electrical and thermal conductivity, Dadurch eignet es sich für Verkabelungen und Wärmetauscher.
– Zink: Show an excellent resistance to corrosion and mechanical characteristics. Wird zur Behandlung von Eisen und Stahl eingesetzt, um sie weniger anfällig für Rost zu machen.
– Zu den weiteren Nichteisenmetallen gehört Blei, Zinn, und Nickel.
Eigenschaften von Nichteisenmetallen
– Leicht: Non-ferrous are generally lighter than ferrous metals Due to their characteristics and uses, die sich von Eisenmetallen unterscheiden. Dadurch eignen sie sich für Anwendungen, die auf eine Gewichtsabnahme abzielen.
– Leitfähigkeit: Einige Nichteisenmetalle wie Kupfer, Aluminium und Messing besitzen eine relativ hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit.
– Korrosionsbeständigkeit: Aluminium and zinc, zum Beispiel, Aufgrund der Passivierung weisen sie eine angemessene Korrosionsbeständigkeit auf. Dies reduziert die Wartungskosten.
– Nicht magnetisch: Alle Nichteisenmetalle sind nicht magnetisch und, daher, kann in Kontexten verwendet werden, in denen magnetische Eigenschaften nicht erwünscht sind.
Vergleich der Eigenschaften
Stärke und Haltbarkeit
Nehmen wir ein Beispiel für Eisen- und Nichteisenmetalle; Eisenmetalle sind stärker und steifer als Nichteisenmetalle. Legierte Stähle besitzen eine sehr hohe Festigkeit, bis zu mehr als 2000 MPa. Jedoch, Die meisten Nichteisenlegierungen haben eine maximale Festigkeit von lediglich 1000 MPa. Eisenmetalle haben auch bei hohen Temperaturen eine gute Festigkeit und schmelzen nicht schnell.
Gewicht
Nichteisenmetalle sind fast immer leichter als Eisenmetalle. Zum Beispiel, Aluminium hat eine Dichte, die nur ein Drittel der von Stahl beträgt. Eine der am häufigsten praktizierten Methoden zur Gewichtsreduzierung ist der Ersatz von Eisenteilen durch Nichteisenmaterialien.
Leitfähigkeit
Im Vergleich zu eisenhaltigen, Nichteisenmetalle zeichnen sich in beiden Bereichen aus elektrisch und thermisch Leitfähigkeit. Nämlich, Metalle wie Kupfer und Aluminium werden dort eingesetzt, wo Leitfähigkeit besonders wünschenswert ist. Eisenmetalle, durchschnittlich, Es ist bekannt, dass sie Leitfähigkeiten haben 100 Zu 1000 mal weniger.
Magnetische Permeabilität
Alle Eisenmetalle sind magnetisch und haben eine magnetische relative Permeabilität von viel mehr als eins. Nichteisenmetalle weisen eine Permeabilität von nahezu auf 1, Dies bedeutet, dass diese Metalle nicht von Magneten angezogen werden.
Korrosionsbeständigkeit
Organische Materialien sind zudem weniger anfällig für Korrosion, da Nichteisenmetalle edler sind als Eisen oder Stahl. Eisenmetalle sind anfällig für Feuchtigkeit und müssen durch eine Abdeckung geschützt werden, damit sie nicht rosten. Aluminium, Zink, und Kupfer bilden eine Oxidhaut, die eine weitere Korrosion nicht zulässt.
Verwendung von Eisenmetallen
– Beim Bau von Gebäuden, Schiffe, Fahrzeuge, Maschinen, etc., wegen seiner Stärke, Das ist außer Konkurrenz.
– Eisenwaren und Küchenutensilien wie Messer, Gabeln, Löffel, und Kühlschränke, unter anderem Geräte, wegen ihrer Rostbeständigkeit.
– In Gang, Wellen, Blätter, Werkzeuge, etc., Die mechanischen Teile bestehen aus Gusseisen und Kohlenstoffstahl.
– Die Stähle, die in kritischen Teilen wie Turbinenschaufeln verwendet werden, Flugzeugstrukturen, etc.
– Kupfer in elektrischen Leitungen, Sanitär, Statuen, und andere Artikel wegen seines natürlichen Kupfer-Looks.
Verwendung von Nichteisenmetallen
– Aluminium in Flugzeugteilen, Folienutensilien, und viele andere Verwendungsmöglichkeiten aufgrund seiner Leichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit
– Kupferleitungen in Elektrogeräten aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit. Es wird auch in Wärmetauschern eingesetzt.
– Zink wird zum Beschichten von Eisen zum Schutz vor Rost und zur Verbindung von Kupfer zu Messing und Zinn zu Bronze verwendet.
– Aufgrund der hohen Dichte führend bei Strahlenschutzanwendungen.
– Andere Metalle wie Gold, Silber und Platin werden in Schmuck und Elektronik verwendet.
Abschluss
Während Eisen- und Nichteisenmetalle aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften in unserem täglichen Leben verwendet werden. Einerseits, Eisenmetalle schneiden hinsichtlich der Härte besser ab, Steifheit, und Kosten, Nichteisenmetalle werden jedoch dort eingesetzt, wo Faktoren wie Leichtigkeit eine Rolle spielen, elektrische Leitfähigkeit, und Korrosionsbeständigkeit sind kritischer. Das hängt von der jeweiligen Anwendung und der damit verbundenen Anforderung ab. Die Tatsache, dass diese beiden Gruppen keine einheitlichen Merkmale aufweisen, bedeutet auch, dass sie hinsichtlich der Funktionalität perfekt harmonieren.